專利名稱：一種爐底渣保溫砌筑砂漿及其干粉砂漿生產方法
技術領域：
本發明涉及爐底渣保溫砌筑砂漿及其干粉砂漿生產方法，屬于建筑材料技術領 域。
背景技術：
節能建筑自保溫墻體是指不通過內外保溫技術，其自身熱工指標即能達到現行國 家和地方節能建筑標準要求的墻體結構。與其它墻體保溫技術比較，節能建筑墻體自保溫 技術具有與建筑同壽命、降低造價、施工方便、便于維修改造、安全等優點，是今后節能墻體 材料改革發展的重要方向，對于降低能耗、減少環境污染、促進節能減排、實現可持續發展 都具有重要的意義。保溫型混凝土建筑砌塊、加氣混凝土砌塊、燒結保溫空心砌塊等作為主要墻體自 保溫砌筑材料，使用時需通過砌筑砂漿粘結而成節能建筑自保溫墻體。墻體熱工性能主要 取決于墻體砌筑材料的熱工性能，而砌筑砂漿熱工性能則是非常重要的影響因素，影響度 達到25%。因此，砌筑砂漿除應滿足傳遞荷載、協調變形等力學要求以及密封砌筑縫、防止 氣水滲透要求外，還應與墻體砌體材料有相近的熱工性能，以消除砌筑灰縫處的“冷熱橋”， 提高整個墻體保溫隔熱性能。保溫砌筑砂漿則是滿足上述要求的墻體自保溫砌筑材料的重 要配套材料。經檢索，涉及保溫砌筑砂漿的科技文獻和專利申請較多。制備保溫砌筑砂漿通常 采用輕質細骨料，主要品種有超輕陶砂、膨脹珍珠巖、閉孔珍珠巖、膨脹玻化微珠、膨脹聚苯 乙烯泡沫顆粒、膨脹蛭石等。如中國專利申請200710025669. 6公開了一種節能保溫砌筑砂 漿及其制備方法，由水泥、粉煤灰、爐底渣、玻化微珠、外加劑、木鈉減水劑組成；中國專利申 請200810018337. X公開了水渣輕集料保溫砌筑干粉砂漿及其生產方法，由干排粉煤灰、普 通硅酸鹽水泥、水淬高爐礦渣、膨脹珍珠巖、膨潤土、砂漿抗裂減縮外摻劑、十二烷基苯磺酸 鈉組成；中國專利申請200910117012. 1公開了一種保溫砌筑砂漿及其制備方法，由硅酸鹽 水泥、中砂、粉煤灰、外加劑、工業爐渣或閉孔珍珠巖或EPS聚苯顆粒或三者的混合物組成。 與普通砌筑砂漿相比，采用上述輕質細骨料制備的保溫砌筑砂漿具有密度低、保溫性能好 等優點，但亦存在諸多問題，如原材料采購困難、生產成本高等。采用超輕陶砂制備的保溫 砌筑砂漿存在施工性能差、導熱系數偏高、保溫性能改善有限問題；采用膨脹珍珠巖、閉孔 珍珠巖、膨脹玻化微珠和膨脹蛭石等制備的保溫砌筑砂漿存在質量不穩定問題；采用膨脹 聚苯乙烯泡沫顆粒制備的保溫砌筑砂漿存在耐火性差的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種原材料來源廣泛、生產工藝簡便、產品質量和性能穩定 的爐底渣保溫砌筑砂漿及其干粉砂漿生產方法。為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案制造一種爐底渣保溫砌筑砂漿， 它主要組分包括爐底渣、水泥、細砂、活性混合材、無水硫酸鈉和砌筑砂漿增塑劑。其中，水
3泥為強度等級為32. 5級或42. 5級的通用硅酸鹽水泥；爐底渣細度為8目 100目；活性混 合材為粉煤灰或磨細礦渣；砌筑砂漿增塑劑為DM-2009復合外加劑，按重量由30% 60% 粉煤灰、11% 35%纖維素醚、8% 27%可分散乳膠粉、0. 5% 8%十二烷基苯磺酸鈉組 成。在爐底渣保溫砌筑砂漿中，包括爐底渣53. 8 69. 3重量份、水泥0 40重量份、 細砂0 14重量份、活性混合材0 10重量份、無水硫酸鈉0 0. 55重量份、砌筑砂漿增 塑劑0. 60 0. 85重量份。一簡化組配，包括以下組分爐底渣59. 4 69. 3重量份，水泥30 40重量份，砌 筑砂漿增塑劑0. 7重量份。另一簡化組配，包括以下組分爐底渣59. 4 65. 3重量份，水泥30重量份，活性 混合材4 10重量份，砌筑砂漿增塑劑0. 6 0. 7重量份。再一簡化組配，包括以下組分爐底渣53. 8 54. 6重量份，水泥30 35重量份， 無水硫酸鈉0. 4 0. 55重量份，細砂10 14砌筑砂漿增塑劑0. 6 0. 7重量份。 所述爐底渣保溫砌筑砂漿稠度為70mm 90mm時，保水性大于90 %，干表觀密度為 920kg/m3 1100kg/m3，強度等級為M2. 5 M7. 5，導熱系數小于0. 30W/ (m · K)。本發明的第二個目的是提供一種上述爐底渣保溫砌筑干粉砂漿的制造方法，其特 點為它包括有如下步驟，1)爐底渣加工處理將所述爐底渣通過烘干機烘干，含水率控制在0. 5%以內。然 后經過篩分處理，將其細度控制在8目 100目內；2)干粉砂漿制備將步驟1)加工處理過的爐底渣與水泥、細砂、活性混合材、無水 硫酸鈉、砌筑砂漿增塑劑一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min，即可出料包裝。采用以上技術方案，本發明具有以下優點1)爐底渣作為電廠的廢棄物，采用爐 底渣作為保溫砌筑砂漿的超輕細骨料，解決了主要原材料的來源問題，同時實現了固體廢 棄物的資源化再生利用，符合可持續發展戰略；2)采用活性混合材可顯著提高保溫砌筑砂 漿長期力學性能和耐久性，如90d齡期比28d齡期抗壓強度提高30%以上(參見實施例3 和4的檢測數據)；3)砌筑砂漿增塑劑可顯著改善保溫砌筑砂漿的施工性能和熱工性能，保 障產品質量和性能穩定；4)摻加早強劑(無水硫酸鈉)可顯著提高保溫砌筑砂漿的早期強 度(參見實施例2和實施例6的數據)，可保證建筑施工速度和施工質量；5)采用上述組成 制備的保溫砌筑砂漿，使用時砂漿稠度為70mm 90mm時，保水性大于90%，干表觀密度為 920kg/m3 1100kg/m3，強度等級為M2. 5 M7. 5，導熱系數小于0. 30W/ (m -K)，具有良好的 保溫性能。
具體實施例方式本發明提供的爐底渣保溫砌筑砂漿，主要組分包括爐底渣、水泥、細砂、活性混合 材、無水硫酸鈉、砌筑砂漿增塑劑。各組分的重量比為爐底渣水泥細砂活性混合 材無水硫酸鈉砌筑砂漿增塑劑=(53. 8 69. 3) (30 40) (0 14) (0 10) (0 0. 55) (0. 60 0. 85)。其中水泥是強度等級為32. 5級或42. 5級的通用硅酸鹽水泥；在本發明中為作為主要 膠凝材料，賦予爐底渣保溫砌筑砂漿良好的力學性能和耐久性。
爐底渣為電廠的廢棄物，在本發明中為超輕細骨料，賦予爐底渣保溫砌筑砂漿良
好的強度和保溫性能，控制其收縮率。使用時含水率控制在0.5%以內，細度為8目 100目。細砂粒度為20目至60目，在本發明中作為普通細骨料使用；在爐底渣來源充足或 保溫性能要求較高情況下可不使用。活性混合材為粉煤灰或磨細礦渣，在本發明中用于提高保溫砌筑砂漿長期力學性 能和耐久性。在堿性條件下，其活性得到激發，不斷提高爐底渣保溫砌筑砂漿強度。活性混 合材應滿足GB/T 1596和GB/T 18046要求，在爐底渣細粉含量較高情況下可不使用。
砌筑砂漿增塑劑具體為DM-2009復合外加劑，按重量由30 % 60 %粉煤灰、 11% 35%纖維素醚、8% 27%可分散乳膠粉、0. 5% 8%十二烷基苯磺酸鈉組成，用于 提高爐底渣保溫砌筑砂漿施工性能，降低密度，改善砂漿保溫性能。砌筑砂漿增塑劑組配在 本發明中可顯著改善保溫砌筑砂漿的施工性能和熱工性能，保障產品質量和性能穩。無水硫酸鈉在本發明中作為早強劑使用，可顯著提高保溫砌筑砂漿的早期強度， 可保證建筑施工速度和施工質量；在冬季施工時使用。由以上各組分按照設計要求混合攪拌便得到本發明爐底渣保溫砌筑砂漿干粉。使 用時稠度為70mm 90mm(即保水性大于90% )時的保溫砌筑砂漿，其使用后的干表觀密度 為920kg/m3 1100kg/m3，強度等級為M2. 5 M7. 5，導熱系數小于0. 30W/(m · K)。其中， 稠度和保水性參數保證了施工性能；導熱系數較低保證了熱工性能，具有良好的保溫性能； 使用活性混合材90d齡期比28d齡期抗壓強度提高30%以上，提高保溫砌筑砂漿長期力學 性能和耐久性。下面通過實施例進一步描述本發明，但本發明不僅限于所述的實施例。實施例中 對保溫砌筑砂漿的測試按JGJ/T 70-2009和GB/T 10294-2008標準進行。實施例1先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣346. 5kg(總原料量的69.3%)、強度等級為 32. 5的普通硅酸鹽水泥150kg(總原料量的30% )、DM-2009復合外加劑3. 5kg(總原料量 的0. 7% ) 一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min后即可出料包裝，成為爐底渣保溫砌 筑干粉砂漿。試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和4. 7kg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20 士 3) °C、相對濕度60 % 80 %的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度為 88mm,保水性92%，干表觀密度為920kg/m3，抗壓強度達到3. 5MPa(M2. 5級)，導熱系數為 0. 183ff/(m*K),D25 合格。實施例2先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣273. Okg(總原料量的54.6%)、強度等級為 42. 5的普通硅酸鹽水泥150kg(總原料量的30% )、細砂70kg(總原料量的14% )、無水硫 酸鈉2. 8kg(總原料量的0. 55% DM-2009復合外加劑4. 3kg(總原料量的0. 85% ) 一起 加入到混合機中，混合攪拌5min-10min后即可出料包裝，成為爐底渣保溫砌筑干粉砂漿。
試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和3. 8kg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20士3) °C、相對濕度60% 80%的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度 為82mm，保水性95%，干表觀密度為1000kg/m3，Id抗壓強度提高32%，28天抗壓強度達到 5. 9MPa(M5 級)，導熱系數為 0. 219W/ (m · K)，D25 合格。實施例3先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣326. 5kg(總原料量的65. 3% )、強度等級為42. 5 的普通硅酸鹽水泥150kg(總原料量的30% )、磨細礦渣20kg(總原料量的4% )、DM-2009 復合外加劑3. 5kg(總原料量的0. 7% ) 一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min后即可 出料包裝，成為爐底渣保溫砌筑干粉砂漿。試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和4. 6kg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20 士 3) °C、相對濕度60 % 80 %的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度為 86mm,保水性93 %，干表觀密度為970kg/m3，28天抗壓強度達到4. 6MPa (M2. 5級)，90天抗 壓強度達到6. IMPa (M5級)，抗壓強度提高30%以上，導熱系數為0. 203ff/(m -K), D25合格。實施例4先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣297kg(總原料量的59.4%)、強度等級為42. 5 的普通硅酸鹽水泥150kg (總原料量的30% )、粉煤灰50kg (總原料量的10% )、DM-2009復 合外加劑3kg(總原料量的0. 6% ) 一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min后即可出料 包裝，成為爐底渣保溫砌筑干粉砂漿。試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和4. Ikg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20 士 3) °C、相對濕度60 % 80 %的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度為 82mm,保水性91 %，干表觀密度為1050kg/m3，28天抗壓強度達到6. 3MPa (M5級)，90天抗壓 強度達到8. 8MPa (M7. 5級)，抗壓強度提高30%以上，導熱系數為0. 24Iff/ (m ·Κ)，D25合格。實施例5先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣326. 5kg(總原料量的65.3%)、強度等級為 42. 5的普通硅酸鹽水泥170kg(總原料量的34% )、DM-2009復合外加劑3. 5kg(總原料量 的0. 7% ) 一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min后即可出料包裝，成為爐底渣保溫砌 筑干粉砂漿。試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和4. 5kg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20士3) °C、相對濕度60% 80%的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度 為84mm，保水性92 %，干表觀密度為970kg/m3，抗壓強度達到6. 4MPa (M5級)，導熱系數為 0. 204W/(m · K)，D25 合格。實施例6
6
先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣269. Okg(總原料量的53.8%)、強度等級為 42. 5的普通硅酸鹽水泥175kg(總原料量的35% )、細砂50kg(總原料量的10% )、無水硫 酸鈉2kg(總原料量的0.4% DM-2009復合外加劑4kg(總原料量的0.8% ) 一起加入到 混合機中，混合攪拌5min-10min后即可出料包裝，成為爐底渣保溫砌筑干粉砂漿。試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和3. 7kg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20士3) °C、相對濕度60% 80%的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度 為82mm，保水性94%，干表觀密度為1100kg/m3，Id抗壓強度提高27%，28天抗壓強度達到 9. 2MPa(M7. 5 級)，導熱系數為 0. 263W/ (m · K)，D25 合格。實施例7先將爐底渣通過烘干機烘干(含水率控制在0. 5 %以內)并經篩分將其細度控制 在8目 100目范圍內。將處理過的爐底渣296. 5kg(總原料量的59.3%)、強度等級為 32. 5的普通硅酸鹽水泥200kg(總原料量的40% )、DM-2009復合外加劑3. 5kg(總原料量 的0. 7% ) 一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min后即可出料包裝，成為爐底渣保溫砌 筑干粉砂漿。試驗時，在砂漿攪拌機中加入IOkg干粉砂漿和4. Ikg水，攪拌3min 5min后， 成型砂漿試件。試件制作后在(20士5) °C溫度環境下停置一晝夜(24h士2h)，脫模后在溫 度(20 士 3) °C、相對濕度60 % 80 %的標準條件下養護至28天。經測試，該例砂漿稠度為 82mm,保水性92 %，干表觀密度為1050kg/m3，抗壓強度達到9. 3MPa (M7. 5級)，導熱系數為 0. 238W/(m · K)，D25 合格。
權利要求
一種爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于包括爐底渣、水泥、細砂、活性混合材、無水硫酸鈉和砌筑砂漿增塑劑；其中，爐底渣53.8～69.3重量份、水泥30～40重量份、細砂0～14重量份、活性混合材0～10重量份、無水硫酸鈉0～0.55重量份、砌筑砂漿增塑劑0.60～0.85重量份。
2.根據權利要求1所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于所述爐底渣保溫砌筑砂 漿稠度為70mm 90mm時，保水性大于90%，干表觀密度為920kg/m3 1100kg/m3，強度等 級為M2. 5 M7. 5，導熱系數小于0. 30W/ (m · K)。
3.根據權利要求1或2所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于所述活性混合材為 粉煤灰或磨細礦渣。
4.根據權利要求1或2或3所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于所述砌筑砂漿 增塑劑為DM-2009復合外加劑，按重量由30 % 60 %粉煤灰、11 % 35 %纖維素醚、8 % 27%可分散乳膠粉、0. 5% 8%十二烷基苯磺酸鈉組成。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于所述爐底 渣細度為8目 100目。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于所述 水泥為強度等級為32. 5級或42. 5級的通用硅酸鹽水泥。
7.根據權利要求1至6任一所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于，包括以下組分 爐底渣59. 4 69. 3重量份，水泥30 40重量份，砌筑砂漿增塑劑0. 7重量份。
8.根據權利要求1至6任一所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于，包括以下組分 爐底渣59. 4 65. 3重量份，水泥30重量份，活性混合材4 10重量份，砌筑砂漿增塑劑 0. 6 0. 7重量份。
9.根據權利要求1至6任一所述的爐底渣保溫砌筑砂漿，其特征在于，包括以下組分 爐底渣53. 8 54. 6重量份，水泥30 35重量份，無水硫酸鈉0. 4 0. 55重量份，細砂 10 14砌筑砂漿增塑劑0. 6 0. 7重量份。
10.一種以上任一權利要求所述爐底渣保溫砌筑砂漿干粉的制造方法，其特征在于 它包括有如下步驟，1)爐底渣加工處理將所述爐底渣通過烘干機烘干，含水率控制在0.5%以內，然后經 過篩分處理，將其細度控制在8目 100目范圍內；2)干粉砂漿制備將步驟1)加工處理過的爐底渣與水泥、細砂、活性混合材、無水硫酸 鈉、砌筑砂漿增塑劑一起加入到混合機中，混合攪拌5min-10min，即可出料包裝。
全文摘要
本發明涉及一種爐底渣保溫砌筑砂漿及其干粉砂漿生產方法，將各原料組分按重量比爐底渣∶水泥∶細砂∶活性混合材∶無水硫酸鈉∶砌筑砂漿增塑劑＝(53.8～69.3)∶(30～40)∶(0～14)∶(0～10)∶(0～0.55)∶(0.60～0.85)混合均勻，成為干粉砂漿。稠度為70mm～90mm時，爐底渣保溫砌筑砂漿干表觀密度為920kg/m3～1100kg/m3，強度等級為M2.5～M7.5，導熱系數小于0.30W/(m·K)。本發明以電廠廢棄物爐底渣作為超輕細骨料，解決了主要原材料供應問題，且生產工藝簡便、成本低，同時實現了固體廢棄物的資源化再生利用，符合可持續發展戰略。
文檔編號C04B28/04GK101913821SQ20101024110
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月29日 優先權日2010年7月29日
發明者王武祥 申請人:中國建筑材料科學研究總院